无线网络中的WPS，全称为Wi-Fi Protected Setup，中文译为“Wi-Fi保护设置”，它是由Wi-Fi联盟推出的一种旨在简化无线网络安全配置的技术标准，其核心设计目标是为普通用户提供一种无需深入理解复杂网络术语和加密设置，即可快速、安全地将设备连接到无线网络的方法，在WPS出现之前，用户将设备（如手机、平板电脑、打印机等）连接到无线网络通常需要知道网络的名称（SSID）和密码（通常是WPA2-PSK或WPA3-PSK格式的预共享密钥），然后在设备的无线设置中手动输入这些信息，过程相对繁琐，尤其对于不熟悉技术的用户而言容易出错，WPS正是为了解决这一痛点而生，它通过几种不同的配对机制，实现了“一键式”或“按钮式”的设备连接体验。
WPS的工作原理依赖于几种不同的配对方法，这些方法共同构成了WPS协议的基础，最广为人知的是PIN码方法和物理按钮（PBC，Push Button Configuration）方法，还有一种基于USB密钥的方法，但相对少见,下面将详细介绍这些主要的工作机制：
PIN码方法，在这种模式下，WPS包含两个角色：注册器（Registrar）和 enrollee（申请者），注册器通常是无线路由器或接入点，而申请者是需要连接到网络的设备，如智能手机或笔记本电脑，连接过程大致如下：申请者设备上会显示一个8位的PIN码，用户需要将这个PIN码手动输入到路由器的WPS设置界面中，或者在某些路由器上，用户也可以在路由器上输入PIN码，然后让申请者设备进行验证，WPS协议规定，这个8位PIN码实际上是被分为两部分进行验证的：前7位用于计算一个校验值，最后1位是校验位，路由器会分别验证前7位PIN和校验位，这种方式比一次性验证整个8位PIN的安全性要高一些，因为即使攻击者通过暴力破解获得了前7位PIN，由于不知道校验位，仍然无法完成认证，一旦PIN码验证通过，路由器和申请者设备会自动生成并交换一个唯一的、一次性的会话密钥，然后通过这个会话密钥协商出最终的WPA2或WPA3加密密钥，从而完成设备的连接和网络的接入，整个过程对于用户来说，只需要输入一串数字,无需关心背后的SSID和复杂密码。
物理按钮（PBC）方法，这是最为用户友好的一种方式，因为它几乎不需要用户进行任何手动输入操作，其工作流程是：用户首先在路由器的WPS设置界面激活PBC模式（通常是通过按下路由器上的一个专门的WPS按钮，或者在管理界面中点击“连接”按钮），路由器会进入一个短暂的监听状态（通常为2分钟），在这段时间内，用户需要在需要连接的设备上（如打印机、电视等）也启动WPS PBC功能，这通常也是通过按下设备上的WPS按钮或在其菜单中选择相应选项来完成的，一旦路由器和申请者设备都进入了PBC模式，它们会自动通过无线信号进行“握手”和协商，交换必要的信息并生成加密密钥，最终完成连接，这个过程类似于两个对讲机按住通话键进行通信，松开则中断，由于PBC模式依赖于时间的同步和设备的自动发现，它要求路由器和申请者设备必须在各自的WPS激活时间窗口内同时处于可发现状态，因此操作时需要确保两者距离较近且信号良好，并且在激活后不要进行其他操作,以免中断连接过程。
除了上述两种主要方法，WPS还支持一种USB密钥（USB Flash Drive）方法，在这种模式下，路由器会生成一个包含网络配置信息的加密文件，并将其存储在USB闪存驱动器中，用户将这个U盘插入需要连接网络的设备，设备上的WPS客户端软件会读取U盘中的信息，并自动完成网络配置和连接，这种方法适用于一些没有屏幕或输入界面的设备，如某些智能家电或工业设备,但对于普通消费者来说使用频率较低。
为了更清晰地理解WPS的不同配对方法及其特点,以下表格进行了总结：
| 配对方法 | 操作步骤 | 优点 | 缺点 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|
| PIN码方法 | 在申请者设备上获取8位PIN码。 将PIN码输入到路由器的WPS设置界面，或反之。 等待自动连接完成。 |
相对安全，PIN分两部分验证。 | 需要手动输入PIN码，存在被暴力破解的风险。 | 设备有屏幕可显示PIN码，且用户方便输入。 |
| 物理按钮(PBC)方法 | 在路由器上激活WPS PBC模式（通常按WPS按钮）。 在申请者设备上启动WPS PBC功能（通常按WPS按钮）。 等待自动连接完成（通常2分钟内）。 |
操作极其简单，无需输入任何信息，用户体验最佳。 | 时间窗口短，设备需同时处于PBC模式，易受干扰。 | 快速连接手机、平板等便携设备。 |
| USB密钥方法 | 路由器生成包含网络配置的加密文件到U盘。 将U盘插入申请者设备。 设备读取U盘信息并自动连接。 |
适用于无屏幕或输入界面的设备。 | 需要额外的U盘，操作步骤相对繁琐。 | 连接智能家电、打印机等特定设备。 |
尽管WPS极大地简化了网络连接的流程，但其安全性问题也一直是业界关注的焦点，特别是WPS的PIN码机制，被曝存在严重的安全漏洞，由于PIN码只有8位数字，理论上暴力破解的组合数为10^8（一亿种）可能性，看起来似乎很多，但攻击者可以利用WPS协议的设计缺陷，采用一种称为“Pixie Dust”（仙尘攻击）的算法，在几分钟到几小时内就能破解出前7位PIN码，然后再通过穷举最后一位校验位，最终获得完整的PIN码，一旦PIN码被破解，攻击者就能轻易接入无线网络，窃取其中的数据，甚至进行进一步的恶意活动，许多安全专家和机构都建议用户，如果对网络安全有较高要求，应尽量关闭路由器上的WPS功能，新一代的Wi-Fi安全标准WPA3已经不再支持WPS协议,这从另一个侧面反映了WPS在安全性上的局限性。
WPS是一项在特定历史时期为解决无线网络连接便捷性问题而诞生的技术，它通过PIN码、PBC等机制，极大地降低了普通用户设置安全无线网络的门槛，使得“一键连接”成为可能，其固有的安全漏洞，尤其是在PIN码验证方面的弱点，使其成为了一个潜在的安全风险点，用户在选择是否启用WPS时，需要在便捷性和安全性之间做出权衡，对于家庭网络等安全性要求不极端苛刻的环境，在确保设备物理安全的前提下，使用PBC模式连接临时设备可能是相对折中的选择；但对于处理敏感信息的企业网络或对安全有极高要求的用户，关闭WPS功能并采用传统的手动输入强密码的方式，无疑是更为稳妥和安全的选择，随着WPA3的逐步普及，WPS这一技术也终将逐渐退出历史舞台，被更安全、更现代的连接方式所取代。
相关问答FAQs
问题1：我的路由器支持WPS，我应该一直开着它吗？ 解答：不建议一直开启WPS功能，虽然WPS（尤其是PBC模式）为连接设备提供了便利，但它存在已知的安全漏洞，例如容易被“Pixie Dust”攻击破解，从而使未经授权的用户接入您的网络，威胁数据安全，为了提高网络的安全性，建议您在不需要连接新设备时，在路由器的管理界面中关闭WPS功能，只有在需要添加新的无线设备时，再临时开启它，并在连接完成后立即关闭，这是一种“最小权限”和“按需开启”的安全实践。
问题2：WPS和Wi-Fi Direct有什么区别？ 解答：WPS（Wi-Fi Protected Setup）和Wi-Fi Direct是两种不同的技术，尽管它们都与简化设备间的无线连接有关，但目的和应用场景有本质区别，WPS的主要目的是简化一个设备加入已有的、由无线路由器或接入点管理的无线网络的过程，它是一种“客户端-基础设施”模式的辅助协议，而Wi-Fi Direct则是一种允许设备之间直接建立点对点（P2P）连接的技术，无需通过传统的无线路由器，WPS是帮你“连入网络”，而Wi-Fi Direct是让两个设备“直接互连”，您可以用支持Wi-Fi Direct的手机直接连接到支持Wi-Fi Direct的打印机进行打印，而不需要两者都连接到同一个Wi-Fi路由器，Wi-Fi Direct在设备发现、连接建立和安全协商方面也有一套独立的机制,与WPS协议无关。
